CN204827242U - 一种攻击型pdc钻头 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种攻击型PDC钻头，包括钻头主体、设于钻头主体头部的多个刀翼以及分布固定于刀翼上的多个切削齿，沿着刀翼由内至外的方向依次分布有内锥、外肩、切径和保径，其特征在于：内锥夹角为140°～150°，刀翼深度为刀翼宽度的1～1.2倍，且各刀翼为直刀翼。本实用新型能实现更强的攻击性。

Description

一种攻击型PDC钻头

技术领域

本实用新型涉及钻探技术，尤其涉及一种攻击型PDC钻头。

背景技术

PDC钻头(PolycrystallineDiamondCompactbit，聚晶金刚石复合片钻头)是石油钻探行业常用的一种钻井工具常规的PDC钻头一般包括钻头主体、设于钻头主体头部的刀翼以及分布固定于刀翼上的多个切削齿。沿着刀翼由内至外的方向依次分布有以下区域：内锥、外肩、切径和保径。切径、外肩和内锥形成冠部。这些区域对应的切削齿则被对应称为内锥切削齿、外肩切削齿、切径切削齿和保径切削齿。

但是，现有技术的PDC钻头，刀翼的分布角度以及刀翼上的切削齿分布的设置不合理，功能性差，PDC复合片容易产生碎裂和过度磨损的现象，导致钻头在作业过程中容易损坏，而且钻速较低，效果不好，影响钻井作业。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种攻击型PDC钻头，能实现更强的攻击性。

本实用新型的目的采用以下技术方案实现：

一种攻击型PDC钻头，包括钻头主体、设于钻头主体头部的多个刀翼以及分布固定于刀翼上的多个切削齿，沿着刀翼由内至外的方向依次分布有内锥、外肩、切径和保径，内锥夹角为140°～150°，刀翼深度为刀翼宽度的1～1.2倍，且各刀翼为直刀翼。

优选地，刀翼为五个，分为第一刀翼、第二刀翼、第三刀翼、第四刀翼和第五刀翼，第一刀翼和第四刀翼均设有七颗所述切削齿，第二刀翼、第三刀翼和第五刀翼均设有五颗所述切削齿，各切削齿由内至外并沿逆时针方向顺序排布。

优选地，第三刀翼的五个切削齿和第四刀翼的五个切削齿位置互换。

优选地，内锥切削齿的后倾角为11°～12°，外肩切削齿的后倾角为15°～18°，切径切削齿的后倾角为22°～28°，保径切削齿的后倾角为28°～35°。

优选地，各切削齿的出露高度是切削齿半径的62％。

优选地，切削齿的后方的外肩上凸出有减震块。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型内锥夹角为140°～150°，增加了钻头钻进的稳定性，可同时适用于直井段、定向井或水平段，同时，刀翼深度的设置使得刀翼较高，排屑槽较深，利于泥岩段快速钻进时岩屑的快速排出，有利于提高机械钻速，攻击性更强，再结合刀翼形状为直刀翼，进一步提升了攻击性，最大程度地提高机械钻速并增加钻头的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型一种攻击型PDC钻头的剖面示意图；

图2为本实用新型一种攻击型PDC钻头的俯视图；

图3为本实用新型一种攻击型PDC钻头的立体结构示意图。

图中：100、钻头主体；200、刀翼；201、内锥；202、外肩；203、切径；204、保径；210、第一刀翼；220、第二刀翼；230、第三刀翼；240、第四刀翼；250、第五刀翼；300、切削齿；400、减震块。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述：

如图1～3所示的一种攻击型PDC钻头，包括钻头主体100、设于钻头主体100头部的刀翼200以及分布固定于刀翼200上的多个切削齿300，沿着刀翼200由内至外的方向依次分布有内锥201、外肩202、切径203和保径204，内锥夹角为140°～150°，刀翼200深度为刀翼200宽度的1～1.2倍，且各刀翼200为直刀翼，即各个切削齿300后端中心的连线在钻头主体100的投影呈直线状。其中，内锥切削齿、外肩切削齿、切径切削齿和保径切削齿分别对应分布在内锥201、外肩202、切径203和保径204的区域。

内锥夹角为140°～150°，增加了本钻头钻进的稳定性，可同时适用于直井段、定向井或水平段，同时，刀翼200深度的设置使得刀翼200较高，排屑槽较深，利于泥岩段快速钻进时岩屑的快速排出，有利于提高机械钻速，攻击性更强，再结合刀翼200形状设置为直刀翼，进一步提升了攻击性，最大程度地提高机械钻速并增加钻头的使用寿命。

本例的攻击型PDC钻头沿钻头主体100中心分布五个刀翼200，

作为一个优选的实施方式，刀翼200为五个，各刀翼200的分布角度分别为0°、79°、155°、229°和295°，分为第一刀翼210、第二刀翼220、第三刀翼230、第四刀翼240和第五刀翼250，第一刀翼210和第四刀翼240均设有七颗所述切削齿，第二刀翼220、第三刀翼230和第五刀翼250均设有五颗所述切削齿，各切削齿300由内至外并沿逆时针方向顺序排布，其中，第三刀翼230的五个切削齿和第四刀翼240的五个切削齿位置互换。

具体地，切削齿300分布如图2所示，在钻头主体100的头部由内至外并沿逆时针方向排布切削齿，其中：

第一刀翼210分布第1、3、5、10、15、20、25号齿，共七颗齿；

第二刀翼220分布第9、14、19、24、29号齿，共五颗齿；

第三刀翼230分布第7、12、17、22、27号齿，共五颗齿(普通PDC钻头设计为第8、13、18、23、28号齿，共五颗齿)；

第四刀翼240分布第2、4、8、13、18、23、28号齿，共七颗齿(普通PDC钻头设计为第2、4、7、12、17、22、27号齿，共七颗齿)；

第五刀翼250分布第6、11、16、21、26号齿，共五颗齿。

上述布齿特点：常规PDC钻头设计为逆时针布齿，本实用新型相当于按照上述常规排布方式，再将第三刀翼230及第四刀翼240的五个切削齿300互换位置，增加了钻头的攻击性，同时使刀翼200的长短布置更为合理。

作为另一个优选的实施方式，内锥切削齿的后倾角为11°～12°，外肩切削齿的后倾角为15°～18°，切径切削齿的后倾角为22°～28°，保径切削齿的后倾角为28°～35°。

具体地，切削齿300角度具体设置为：

第1～7号齿为内锥切削齿，后倾角为11°～12°；

第8～22号齿为外肩切削齿，后倾角为15°～18°；

第23～29号齿为切径切削齿，后倾角为22°～28°；

保径切削齿后倾角为28°～35°。

内锥切削齿及外肩切削齿的后倾角度的布置增加了钻头的攻击性，可以取得较高的机械钻速，切径切削齿与保径切削齿的后倾角的布置增加了钻头的稳定性，可有效地保护对应的切削齿。

作为一个优选的实施方式，各切削齿的出露高度是切削齿半径的62％。切削齿的出露提高(即切削齿露出刀翼表面的高度增加)，使本PDC钻头的切削齿出刃更高，具备更好的攻击性。

本例的切削齿300的后方的外肩202上凸出有减震块40，或称减震节，该减震块400可减小本PDC钻头的整体震动，保护各切削齿300，增加钻头寿命。

除此之外，还可增加外部喷嘴布置，例如增加喷嘴，优化的水利学布置可有效地防止本PDC钻头泥包的现象，在泥岩段可以取得较高的机械钻速。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种攻击型PDC钻头，包括钻头主体、设于钻头主体头部的多个刀翼以及分布固定于刀翼上的多个切削齿，沿着刀翼由内至外的方向依次分布有内锥、外肩、切径和保径，其特征在于：内锥夹角为140°～150°，刀翼深度为刀翼宽度的1～1.2倍，且各刀翼为直刀翼；内锥切削齿的后倾角为11°～12°，外肩切削齿的后倾角为15°～18°，切径切削齿的后倾角为22°～28°，保径切削齿的后倾角为28°～35°。

2.根据权利要求1所述的攻击型PDC钻头，其特征在于：刀翼为五个，分为第一刀翼、第二刀翼、第三刀翼、第四刀翼和第五刀翼，第一刀翼和第四刀翼均设有七颗所述切削齿，第二刀翼、第三刀翼和第五刀翼均设有五颗所述切削齿，各切削齿由内至外并沿逆时针方向顺序排布。

3.根据权利要求1所述的攻击型PDC钻头，其特征在于：各切削齿的出露高度是切削齿半径的62％。

4.根据权利要求1～3任一项所述的攻击型PDC钻头，其特征在于：切削齿的后方的外肩上凸出有减震块。